Fórmula de Borda-Carnot
En hidrodinámica , la fórmula de Borda-Carnot (teorema) es una fórmula empírica que describe la pérdida de energía (o cabeza) de un fluido que ocurre durante la expansión local del flujo. Esta fórmula, a diferencia de la ecuación de Bernoulli para un fluido ideal , que considera un caudal con un valor constante de la altura total, permite calcular las pérdidas debidas a la resistencia hidráulica local. Esta fórmula lleva el nombre de Jean-Charles de Borda y Lazare Carnot .
La fórmula de Borda-Carnot es aplicable tanto para flujo abierto en un canal (sin presión) como para flujo en una tubería (presión).
Redacción
La fórmula de Borda-Carnot tiene la forma:
dónde
ΔE es la pérdida de energía del líquido; ξ es un factor de pérdida empírico adimensional que toma valores en el rango de cero a uno, 0 ≤ ξ ≤ 1; ρ es la densidad del líquido; V 1 y V 2 son la velocidad media del flujo, respectivamente, antes y después de la expansión local del flujo.En el caso de una expansión repentina del flujo, el factor de pérdida es igual a uno. En otros casos, el factor de pérdida debe determinarse, en la mayoría de los casos, utilizando fórmulas empíricas (basadas en datos obtenidos experimentalmente). La fórmula de Borda-Carnot es válida para el caso de una disminución de la velocidad, V 1 > V 2 , en otro caso, la pérdida ΔE es cero, ya que un aumento de la velocidad V 2 con respecto a la velocidad V 1 significaría que las fuerzas realizan trabajo sobre el flujo de fluido, y luego hablamos de perdidas no hay resistencia local.
El factor de pérdida se puede reducir o aumentar ξ cambiando la forma del flujo. Por ejemplo, al usar un difusor en lugar de una expansión repentina, se puede reducir el factor de pérdida.
Véase también
Literatura
- Chanson, Hubert (2004), Hydraulics of Open Channel Flow: An Introduction (2.ª ed.), Butterworth–Heinemann, ISBN 0750659785 , 650 págs.
- Massey, Bernard Stanford y Ward-Smith, John (1998), Mecánica de fluidos (7.ª ed.), Taylor y Francis, ISBN 0748740430 , 744 págs.